Эффект Парселла

Эффект Парселла (Purcell effect, встречается также написание Эффект Пёрселла) — в квантовой электродинамике увеличение скорости испускания осциллятора в резонаторе по сравнению со скоростью спонтанного излучения в свободное пространство.

Скорость испускания осциллятора в резонаторе умножается на коэффициент Парселла:

$F_{p}={\frac {3}{4\pi ^{2}}}\left({\frac {\lambda _{c}}{n}}\right)^{3}{\frac {Q}{V}}$

где ${\frac {\lambda _{c}}{n}}$ — длина волны в среде резонатора, $Q$ — его добротность, $V$ — модовый объём.

Квантовый эмиттер (атом, ион, квантовая точка и т. д.), помещённый в добротный резонатор малого объёма, меняет направленность и скорость спонтанного излучения. Эффект зависит от плотности мод в резонаторе. Это свойство используется для эффективного согласования излучения квантовых эммитеров с приёмниками излучения (оптическое волокно, волноводы и т. д.)

Пример изменения коэффициента Парселла можно найти в работе Акимова и др., где показано, что излучение квантовой точки, размещённой вблизи серебряной нанопроволочки почти полностью «засасывается» проволочкой.

Статья Парселла, в которой был впервые введён этот коэффициент, является одной из самых коротких (один абзац) и одновременно активно цитируемой в современной физике. По данным ISI Web of Knowledge на 2011 год статья цитировалась почти 1700 раз.

Эффект Парселла может усиливать не только радиационные процессы, но и безызлучательные переходы, такие как диполь-дипольное взаимодействие и рассеяние.

Литература

• Kerry J. Vahala, Optical Microcavities, Nature, 424, 839, (2003)
• Richard K. Chang, Anthony J. Campillo. Volume 3 of Advanced series in applied physics // Optical processes in microcavities. — Singapore: World Scientific, 1996, 1996. — С. 434. — ISBN 9810223447, 9789810223441.

• Harry J. Kimble, Physica Scripta. Vol. T76, 127—137, 1998, Strong Interactions of Single Atoms and Photons in Cavity QED.